LTE系統(tǒng)中PDCP子層功能研究

報(bào)頭壓縮協(xié)議可以產(chǎn)生兩種類(lèi)型的輸出包：
(1)壓縮分組包，每一個(gè)壓縮包都是由相應(yīng)的PDCP SDU經(jīng)過(guò)報(bào)頭壓縮產(chǎn)生的；
(2)與PDCP SDU不相關(guān)的獨(dú)立包，即ROHC的反饋包。
壓縮包總是與相應(yīng)的PDCP SDU采用相同的PDCP SN和COUNT值；ROHC反饋包不是由PDCPSDU產(chǎn)生的，沒(méi)有與之相關(guān)的PDCP SN，也不加密。
1．2 安全性功能
LTE的安全性是在PDCP層負(fù)責(zé)的，通過(guò)加密(控制平面RRC數(shù)據(jù)和用戶平面數(shù)據(jù))及完整性保護(hù)(僅控制平面數(shù)據(jù))實(shí)現(xiàn)。
1．2．1 加密／解密
在LTE系統(tǒng)中，加密功能位于PDCP實(shí)體中，加密對(duì)象包括：
(1)控制平面，被加密的數(shù)據(jù)單元是PDCP PDU的數(shù)據(jù)部分(未壓縮的用戶面或控制面的PDCP SDU或壓縮的用戶平面PDCP SDU)和MAC—I域(完整性消息鑒權(quán)碼)。
(2)用戶平面，被加密的數(shù)據(jù)單元是PDCP PDU的數(shù)據(jù)部分。
PDCP實(shí)體所使用的加密算法和密鑰(KEY)由高層協(xié)議配置。一旦激活安全功能，加密功能即被高層激活，該功能應(yīng)用于高層指示的所有PDCP PDU。PDCP用于加密的參數(shù)包括以下2個(gè)：COUNT；DIRECTION(傳輸?shù)姆较?。
RRC協(xié)議提供給PDCP加密功能所需要的參數(shù)包括以下2個(gè)：BEARER；KEY(控制平面使用KRRCenc，用戶平面使用KUPenc)。
加密是通過(guò)對(duì)消息和加密流做異或(XOR)運(yùn)算來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這里加密流是由基于接入層(AS)導(dǎo)出密鑰、無(wú)線承載ID、傳輸方向(上行或下行)以及COUNT值的加密算法所生成的。加密僅適用于PDCP數(shù)據(jù)PDU?？刂芇DU(如ROHC反饋或PDCP狀態(tài)報(bào)告)既不使用加密，也不適用完整性保護(hù)。
1．2．2 完整性保護(hù)
完整性保護(hù)功能包括完整性保護(hù)和完整性驗(yàn)證兩個(gè)過(guò)程，完整性保護(hù)功能僅應(yīng)用于SRB。用于PDCP實(shí)體的完整性保護(hù)功能的算法和KEY由上層配置。一旦激活安全功能，完整性保護(hù)功能即被高層激活，該功能應(yīng)用于高層指示的所有PDCP PDU。PDCP用于完整性保護(hù)的參數(shù)包括以下2個(gè)：COUNT；DIREC-TION(傳輸?shù)姆较?。
RRC協(xié)議提供給PDCP完整性保護(hù)功能的參數(shù)包括以下2個(gè)：BEARER；KEY(控制平面使用KRRCint)。
UE基于上述輸入的參數(shù)計(jì)算X-MAC，進(jìn)行PDCP PDU的完整性驗(yàn)證。如果計(jì)算出的X-MAC與MAC-I相同，則完整性保護(hù)驗(yàn)證成功。
1．3 數(shù)據(jù)的傳輸
控制平面的PDCP PDU和用戶平面的PDCP數(shù)據(jù)PDU都擁有一個(gè)序列號(hào)SN字段，PDCP子層的發(fā)送和接收實(shí)體就是通過(guò)設(shè)置和檢查SN字段來(lái)實(shí)現(xiàn)PDCPPDU的按序發(fā)送和接收。PDCP子層在發(fā)送側(cè)和接收側(cè)分別維護(hù)一個(gè)重排序窗口的大小是SN范圍的50％。當(dāng)SN為0～4 095時(shí)，即“最大PDCP SN”的值為4 095時(shí)，重排序窗口的大小為2 048。
在非切換狀態(tài)下，RLC子層位為PDCP子層提供按序提交和重復(fù)包丟棄服務(wù)。而在切換狀態(tài)下，由于UE與兩個(gè)eNodeB同時(shí)通信，因此其RLC子層無(wú)法保證按序提交和重復(fù)包丟棄，從而需要由PDCP子層來(lái)完成這些功能。
下面以UE側(cè)的操作為例說(shuō)明PDCP子層的發(fā)送和接收流程。